Java Object[]与缓存封装

Question

正如我们所知道的，当内存被移动到cpu上的L缓存时，它是用单身汉移动的，因此整个缓存加载性能优化.

在java中，当我们定义数组时，jmm保证每个元素的内存将按顺序分配。但是，如果我们有数组的引用，这些引用可以随机地指向内存中的不同位置。

我的问题是java是否按顺序分配实际对象内存？我们在引擎盖下面有哪些优化？

例如，如果我们声明int[]，那么我们确信这些都是内存中的序列，但是如果我们定义一个包含两个int字段的NewType (类似于struct)，并且声明NewType[]，那么NewType[]是否会按照顺序地计算和保存实际内存呢？

Answer 1

我的问题是，java是否按顺序分配实际对象内存？

这并不一定，但大多数情况下，OpenJDK/Oracle JVM是这样做的。有些时候，情况并非如此；

• 当你在固定的空间里分配一个大的物体时，
• 你的TLAB已经满了，你需要再买一个。

然而，在TLAB中，它只是在内存中依次分配。

声明NewType[]会计算出并按顺序保留实际内存吗？

Java没有计算出任何东西，也没有超出它在内存中随机分配对象的方式。通常，每个new对象都将紧接在最后一个对象之后。

Answer 2

但是，如果我们定义一个包含两个int字段的NewType (如struct)，并声明NewType[]，那么NewType[]是否会按照顺序地计算和保留实际内存呢？

在这个场景中，java不是很容易缓存，因为除了原始类型之外，java数组不是打包的数据结构，它们是指向内存中分配到的对象的引用数组。

也就是说，至少有一个级别的间接从数组到对象本身。这个问题常被称为“指针追逐”。

例如，内存布局通常如下所示：

HlRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRR0HR0iii0HR0iii0HR0iii0HR0iii0HR0iii0HR0iii0HR0iii0
         Array             | Obj  | Obj  | Obj  | Obj  | Obj  | Obj  | Obj  |

H = object header
l = array length
R = reference
i = int
0 = various types of padding

您可以使用约尔检查对象的内存布局。

JDK正在开发价值类型，将其作为瓦尔哈拉项目的一部分，最终允许打包数组存在，这可能是巴拿马项目的一部分，但这还远远不够。

与此同时，还有一些旨在提供类似功能的第三方项目：

• https://github.com/ObjectLayout/ObjectLayout
• https://github.com/RichardWarburton/packed-objects-experiments

其他项目要么使用堆外存储(例如通过sun.misc.Unsafe)，要么使用ByteBuffer / byte[]数组上的视图来创建打包的、对缓存友好的数据结构，而牺牲更复杂的API。